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作者：崔浪浪 1 卓亮 1 王燕 1 吴建华 2 1． 贵州航天林泉电机有限公司 贵州 贵阳 2． 浙江大学 浙江 杭州 摘要：对高功率密度电机的损耗模型进行了研究，基于温度场的热流交换模型，对电机转子的换热方式进行修正，采用仿真与试验结合的方法研究了电机转子、定子、壳体、绕组等部件的温度场分布；对比分析了不同转子材料和换热方式对转子温度场的影响，论证了无磁不锈钢材料在转子永磁体加固方面的优势。 关键词：电机 损耗 温度场 仿真 试验 1 引言 随着国家对环境保护的不断重视，节能减排已达成共识。较普通电机而言高效率电机成为了市场销售的热点产品。永磁无刷直流电机的工作根本就是将电能转化为机械能输出。在此过程中产生的损耗（铁耗和铜耗），以热能的形式消耗掉，从而导致电机内部温度升高。 电机内部温度过高会恶化电机的工作性能，造成电机永磁体退磁等不可逆转的损坏[1] 。因此，如何降低电机损耗，提高电机工作效率，准确计算电机内部温度场分布成为了电机设计的关键技术之一[2、3] 。计算电机磁场的分布情况是计算电机内部损耗的关键步骤[4] ，而永磁无刷直流电机不同工况下其磁路结构灵活多样，磁场分布不断变化，给磁路计算带来了较大的阻碍，难以保证精确的计算结果。为此需要进行磁场的有限元计算与分析[5] 。以某型高功率密度电机为研究对象，建立电机的磁热耦合模型，以电机各项损耗作为发热源。然后从温度场计算理论出发，对比分析了不同材料、不同热交换方式电机的温度场分布情况 。 2 电机损耗分析 2.1 铁耗分析 电机铁耗在其总损耗中所占比例较高。因此，分析电机的铁耗模型，对于提高电机效率具有重要意义[6] 。由于电机运行时转子按某一周期处于不断旋转的状态，因此电机的磁场也按某一频率不断交变，交变的磁场在定子铁芯中引起铁芯损耗。因此对于高速电机而言，由于磁场交变频率较高，电机的铁耗就更高。交变磁场下的定子铁芯损耗可用式（1）Bertotti铁耗模型计算。 |
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